Процессы микробиологические

Рис. 1.4. Процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в биореакторах

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

С каждым годом все большее число разнообразных процессов микробиологического синтеза реализуется в промышленных условиях, Промышленная биотехнология становится новым перспективным направлением, открывающим необозримые горизонты использования продуктов биосинтеза микроорганизмов в народном хозяйстве. Увеличивается число биохимических заводов и комбинатов по производству уже освоенной продукции микробиологического синтеза — ферментных препаратов, витаминов, кормовых антибиотиков, аминокислот, микробиологических препаратов для борьбы с вредителями растений, кормовых дрожжей и др. Широким фронтом ведутся исследования по получению и технологии производства новых биологически активных препаратов, разрабатываемых с использованием современных достижений молекулярной генетики и генной инженерии. К перспективным задачам промышленной биотехнологии относится также реализация микробиологических процессов, направленных на решение энергетической проблемы, в том числе производство биогаза, топливного этанола, метана, топливного водорода с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов и др. [c.3]

Клетка. Основу биотехнологической системы составляют процессы микробиологического синтеза, направленные на получение разнообразных целевых продуктов биосинтеза — белков, аминокислот, липидов и др. Важную роль играют также процессы биологической очистки, направленные на утилизацию органических и неорганических соединений растущими на данном субстрате микроорганизмами. Индустриальное использование процессов культивирования микроорганизмов связано со способностью клеток в определенных условиях окружающей среды расти и размно- [c.7]

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НЕФТЕЙ В ПРОЦЕССЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ (биодеградадия нефтей) [c.231]

Процессы микробиологической депарафинизации [c.272]

Скорость роста бактерий. Показателем окисления углеводорода или битума микроорганизмами является рост культуры бактерий на материале, который служит единственным источником углерода. Это обоснованный показатель, так как рост может происходить только тогда, когда микроорганизм окисляет подложку. С ростом микроорганизмов их количество возрастает и среда мутнеет. Можно легко наблюдать за ростом организмов путем их подсчета через различные промежутки времени или путем. измерения помутнения (рис. 5.1 и 5.2). Подсчет или измерение помутнения не дает достаточной информации о том, какие биохимические процессы протекают в данной среде. Следует также учесть неизбежные ошибки при подсчете бактерий. Организмы могут быть извлечены из среды после завершения роста или на различных его стадиях, а среду подвергают анализу для определения промежуточных и конечных продуктов процесса микробиологического распада. [c.180]

В словарь включены три новых раздела Фирменные и торговые названия химических материалов , Типовые промышленные процессы нефтепереработки и нефтехимического синтеза и Виды микроорганизмов, содержащихся в нефти, окисляющих нефтяные углеводороды, испытанных на продуцирование из них протеинов и применяемых в промышленных процессах микробиологической переработки нефти . [c.8]

Виды микроорганизмов, содержащихся в нефти, окисляющих нефтяные углеводороды, испытанных на продуцирование из них протеинов и применяемых в промышленных процессах микробиологической переработки нефти [c.712]

В тех случаях, когда запас длинных цепей относительно невелик (нефти типа Б), значительное новообразование нормальных алканов в процессах термолиза не наблюдается. В отличие от нефтей типа Б в нефтях типа процесс микробиологического разрушения алканов (или других углеводородов с длинными неразветвленными цепями) еще не завершен. Эти нефти содержат много потенциальных источников нормальных алканов, поэтому при их нагреве образуется максимальное количество алканов. [c.229]

Проведенные исследования показали, что процессы микробиологического преобразования нефтей протекают весьма интенсивно. В зависимости от химического типа исходной нефти и продолжительности эксперимента (от 3 до 39 мес.) микроорганизмами было разрушено от 13 до 31 вес. % нефти, взятой в эксперимент (см. табл. 61) [211. [c.234]

Подобного рода результаты получены и для процесса микробиологического синтеза, удельная с корость роста для которого удовлетворяет уравнению [c.20]

В настоящее время возрастает потребность в аминокислотах, необходимых для пищевых и фармацевтических целей. Получаемые в процессах микробиологического и химического синтеза аминокислоты загрязнены минеральными и органическими компонентами. Традиционный способ их очистки, многостадийный ионный обмен, является дорогостоящим. К тому же при этом возникает проблема утилизации кислотно-основных стоков. Альтернативным способом очистки индивидуальных аминокислот от минеральных примесей с последующей концентрацией целевого продукта является разрабатываемые нами мембранно-сорбционные технологии, основанные на использовании сорбционных процессов и электро диализа с ионообменными мембранами. [c.163]

Наряду с расширением спектра осваиваемых процессов микробиологического синтеза для промышленной биотехнологии характерно увеличение мощностей биохимических предприятий, их укрупнение с использованием агрегатов большой единичной мощности. Это присуще ведущей отрасли микробиологической промышленности, обеспечивающей выпуск белковой биомассы микроорганизмов с целью ликвидации белкового дефицита в сельском хозяйстве. Использование в качестве субстрата для получения белковой биомассы микроорганизмов новых видов сырья, таких, как и-парафины, природный газ, синтетический этанол, метанол, позволяет создавать предприятия большой единичной мощности до 300 тыс. т и более биомассы в год. Такие биохимические комбинаты представляют собой сложные системы, насыщенные разнообразными технологическими аппаратами, взаимосвязанными между собой и действующими в едином технологическом режиме. [c.3]

Перснектнвность применения колонных бнореакторов для процессов микробиологического синтеза определяется рядом моментов, в том числе отсутствием выращивающих механических частей высокой надежностью и простотой обслуживания возможностью организации стерильного процесса малой установочной площадью и возможностью создания аппаратов большой единичной мощности возможностью организации многостадийного процесса ферментации и др. В работе [20] приведены данные по результатам использования колонных бнореакторов в процессах микробиологического синтеза для синтеза лизина в процессе спиртового брожения для выращивания грибов, дрожжей на глюкозе, дрожжей на этаноле и других процессов. [c.207]

Как было отмечено выше, конкретный вид критерия эффективности определяется в результате анализа исследуемого объекта в соответствии с поставленной задачей оптимизации. Для широкого класса периодических процессов микробиологического синтеза, связанных с получением целевого продукта, в качестве критерия эффективности используют функционал [c.32]

Характерной особенностью процесса ассимиляции углеводородов в качестве источника углерода является часто встречающееся накопление промежуточных продуктов в культуральной среде микроорганизмов, растущих за счет таких субстратов. Эта особенность позволяет использовать процессы микробиологического окисления угле-видородоБ для получения некоторь х веществ, Концетращио накапливающегося соединения можно значительно повыснгь тем или иным способом, варьируя условия культивирования, применяя ингибиторы и так далее. Обоснованность такого подхода и достигнутые успехи позволяют рассчитывать на возможность промышленного использования этого свойства микробных культур. [c.85]

Конструктивное разнообразие биореакторов, используемых или предлагаемых для проведения процессов микробиологического синтеза, приводит к необходимости их группировки по некоторым [c.197]

Микробиологические процессы широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Успехи биологических и инженерных наук позволяют создать высокопроизводительные, основанные на промышленных методах управляемые процессы микробиологического производства ряда пищ.евых и кормовых продуктов, медикаментов, органических веществ. [c.3]

Микроорганизмы, которые способны сами синтезировать органические вещества из СО2 в процессе хемо- или фотосинтеза, называют автотрофными, а микроорганизмы, для существования которых необходимы уже готовые органические вещества,— гетеротрофными. В круговороте углерода в природе принимают участие как авто-, так и гетеротрофные организмы, причем существует определенное равновесие между фиксирующими СО2 фотосинтезирующими организмами (главным образом растениями) и микроорганизмами, разрушающими органические соединения. Установлено, что ежегодно в процессе фотосинтеза из атмосферы потребляется примерно 60 млрд. т СО2 и такое же количество СО2 ежегодно образуется в процессах микробиологической минерализации. [c.9]

Иерархическая структурная схема БТС в зависимости от степени ее детализации может охватывать большое число уровней, начиная от ферментативных реакций на уровне отдельных клеток и кончая уровнем функционирования целых подсистем, например ферментация, разделение микробиологических суспензий и т. д. Однако количественный анализ такой структурной схемы в целом с использованием методов математического моделирования представляет собой сложную задачу. С практической точки зрения более эффективно при анализе системы выделить в иерархической схеме ближайшие уровни, описывающие поведение основных подсистем и элементов БТС. Элементами БТС являются условно неделимые единицы — технологические аппараты, в которых осуществляется целенаправленное протекание технологических процессов физической, химической или биохимической природы. К таким аппаратам относятся инокулятор — аппарат для получения засевной биомассы микроорганизмов биохимический реактор — аппарат для проведения процесса микробиологического синтеза флотаторы, центрифуги, сепараторы — аппараты для разделения микробиологических суспензий и др. [c.18]

Это обстоятельство выдвигает перед исследователями важную народно - хозяйственную задачу - разработать высокоэффективные и экономичные процессы микробиологического синтеза и системы управления, обеспечивающие поддержание этих процессов в опти -мальном режиме. [c.56]

Процесс микробиологической депарафинизации нефтяного сырья является новым направлением в нефтепереработке и нефтехимии. Этот процесс основан на способности некоторых микробов избирательно окислять парафиновые углеводороды, преимущественно нормального строения. Применение микроорганизмов для депарафинизации нефтяного сырья, для производства белкововитаминных концентратов (БВК), аминокислот, витаминов и других продуктов путем микробиологического синтеза на базе углеводородов основано на сходных биохимических процессах. Их сущность заключается в проникновении углеводородов в клетки микроорганизмов, способности их адаптироваться к углеводородному типу питания в начальной стадии окисления углеводородов. Современные представления о механизме усвоения углеводородов микроорганизмами изложены в специальной литературе. [c.191]

На этапах диагенеза происходят образование самого керогена, его уплотнение, потеря воды и гетероэлементов. Весьма важным моментом является также интенсивная микробиолопгческая деятельность, главный результат которой — селективное насыщение кратных связей [4]. Впрочем, процессы микробиологического изменения органического вещества в диагенезе изучены еще весьма слабо. В то же время только этими превращениями можно объяснить столь глубокое насыщение таких лабильных соединений, как каротиноиды, и сохранение при этом их специфических черт строения. Процессы диагенеза протекают при относительно невысоких температурах и не сопровождаются значительной деструкцией органического вещества. [c.183]

После открытия способности микроорганизмов ассимилировать углеводороды прошло более полувека, прежде чем биологи перестали счрггать эти процессы микробиологической экзотикой[149]. И лишь в последние 15-20 лет появилась убежденность, что это свойство ш1фоко распространено а мире микробов. Стало общепризнанным фактом, что микроорганизмы в состоянии сравнительно легко превращать молекулы углеводородов - веществ, весьма устойчнвы. к действию химических реагентов. [c.84]

Весьма перспективным является посев устойчивых к нефти растений, использование, помимо эффективных штаммов нефтеокисляющих бактерий, водорослей [66]. Внесение зеленой массы сидератов (донника, клевера, рапса) в загрязненную нефтью почву активизирует процессы микробиологического разложения нефти, способствует восстановлению численности почвенных микроорганизмов, стимулирует деятельность почвенных оксидоредуктаз, принимающих участие в деструкции нефти. Сидераты обладают высокой эффек-гивностью действия на биологическую активность почв, обогащая ее органическим веществом, азотистыми соединениями и другими пементями питания [67] [c.155]

Большое разнообразие процессов микробиологического синтеза реализуется в многочисленных, различных по своему принципу действия и конструктивным особенностям биореакторах. Наибольшее внимание при этом уделяется бноинженерному оформлению аэробных процессов глубинного культивирования микроорганизмов, что связано, с одной стороны, с высокими энергетическими затратами на проведение процесса биосинтеза в условиях интенсивного газо-жидкостного взаимодействия, а с другой стороны, с задачами создания промышленных биореакторов большой единичной мощности. С биотехнологической точкп зрения аппаратурное оформление процесса биосинтеза должно обеспечивать наилучшие условия для роста и размножения микроорганизмов. С учетом этого биореактор, предназначенный для аэробного культивирования микроорганизмов, включает в качестве основных функциональных элементов следующие [c.195]

Биотехнологические процессы (микробиологический синте кормового белка из парафирюв и метанола). [c.355]

Гидродинамическая структура жидкостного потока в колонном биореакторе может соответствовать идеальному перемешиванию при наличии контура циркуляции, или приближаться к идеальному вытеснению при прямоточном взаимодействии барботируемого газа и питательной среды, что позволяет применять эти аппараты для широкого класса процессов культивирования аэробных микроорганизмов [20]. Необходимая величина скорости сорбции кислорода, с учетом потребления кислорода микроорганизмами, достигается в основном расходом газовой фазы и относительной скоростью движения газового и жидкостного потоков. В работах [5, 12, 20] рассмотрены примеры использования секционированных колонных бнореакторов в процессах микробиологического синтеза. В многоступенчатом колонном биореакторе, состоящем из секций, разделенных перфорированными тарелками, подача субстрата осуществляется на нижнюю тарелку, а вывод суспензии микроорганизмов — сверху. Дополнительно к турбулизацин жидкости барботируемым газом в ряде аппаратов применяется механическое пере.мешнванпе за счет лопастных мешалок, находящихся в каждой секции колонны и помещенных на центральной оси. Движение жидкости и газа в ферментере обычно противоточное. За счет дополнительного механического перемешивания каждая секция колонны работает как ячейка полного смешения. [c.206]

Новым эффективным способом борьбы с пеной в процессе микробиологического синтеза является использование эффекта пенного концентрирования биомассы. При этом в процессе концентрирования и сушки пены (синерезис пены) жидкостные пленки утончаются, пена приобретает хрупкость и эффективность ее разрушения увеличивается в 3—3,5 раза. Применение технологических аппаратов, работающих на принципе пенного концентрирования, позволяет также исключить (или сократить) из схемы производства аппараты для разделения биосуспензии. [c.53]

Эффективным путем интенсификации массообменных процессов в колонных биореакторах за счет дополнительной турбулиза-ции среды и выравнивания профиля концентраций по сечению колонны является способ проведения процесса ферментации в присутствии плавающей насадки. Проведены экспериментальные и теоретические исследования работы колонного биореактора с плавающей насадкой, показавшие его высокую эффективность при проведении различных процессов микробиологического синтеза, в том числе при выращивании кормовых дрожжей на гидролизном и углеводородном субстрате, при культивировании мицелиальных культур, получении бактериальной биомассы и др. [c.207]

Конструкция и показатели работы колонного бнореактора с контактными устройствами и интенсивным циркуляционным контуром рассмотрены в работе [5]. Аппарат предназначен для биосинтеза лизина и имеет объем 100 м . Высота аппарата 10,6 м, корпус герметичен, в нпжней части расположен барботер, а в верхней — механический пеногаситель. Возможность применения аппаратов различной конструкции для стерильных процессов микробиологического синтеза рассмотрена в работе [16]. [c.207]

Здесь рассмотрена лишь небольшая часть известных и в большей степени используемых конструкций бнореакторов. Как отмечалось выше, разработка оригинальных аппаратов для различных процессов.микробиологического синтеза интенспвно продолжается. [c.207]

Менее чем через 2 года полный синтез структуры 7, несмотря на устрашающую ее сложность, был завершен группой Шинкаи лаборатории фирмы Мерк Шарп и Дом (7с). Безусловно, этот синтез не может всерьез рассматриваться как альтернатива в общем-то довольно дешевому процессу микробиологического синтеза. Но именно благодаря синтетическим усилиям в этой области удалось разработать методы получения ряда родственных соединений и изотопно меченных аналогов 7 [7(1-Г , Эго, в свою очередь, обеспечило возможность проведения исследований, направленных на выяснение особенностей взаимодействия иммуномодуляторов с рецепторами соответствующих клеток, т.е. тех особенностей, без знания которых невозможен рациональный дизайн иммунодепрессантов, более простых по строению, чем Макроциклический лактон 7, но проявляющих требуемый спектр свойств. [c.17]

Перспективы применения процессов микробиологического выщелачивания существенно расширяются в связи с развитием так Называемой химической добычи полезных ископаемых, основанной На избирательном или относительно избирательном извлечении Ценных компоиеитов без механической добычи руд, т. е. непосредственно в натурных условиях месторождений. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология